第385章 太陽能電板

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尤其是在七十年代的石油危機中,昂貴的化石能源價格,更是讓西方國家把目光轉向了這個嶄新的領域。

於是,一場"光伏競賽"在全球範圍內展開。

1976年,美國RCA實驗室,成功研製出了非晶矽太陽能電池,為大面積薄膜電池的發展鋪平了道路。

與此同時,歐洲各國政府也紛紛加大投入,扶持本國光伏產業的發展。

然而,在那個物質相對匱乏的年代,高昂的造價,卻始終是光伏產業化道路上的"絆腳石"。直到七十年代末,美國能源部著名的計劃出臺,情況才出現了轉機。

這個計劃的提出,無疑是為光伏產業指明瞭方向。

那就是:光伏發電的成本,必須下降到與傳統能源相當,甚至更低的水平。

只有這樣,它才能在能源市場的競爭中站穩腳跟。

說起來容易,做起來卻難。

要想大幅降低光伏發電成本,關鍵還得從太陽能電池本身"動刀子"。

晶矽電池的基本原理,說來並不複雜。

矽片內部有一個PN接面,當受到光照時,PN接面兩端會產生光生電子和空穴。

在內建電場的作用下,電子空穴被分離,在外電路中形成電流。

然而,要想把這個過程最佳化到極致,卻需要在半導體工藝上做足文章。

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想要高的轉換效率,單晶矽是首選。它的晶格排列規整,少子壽命長,載流子輸運效能好。可是,提純難度高,成本也不低。

多晶矽呢?價格是便宜了,晶界缺陷多,轉換效率就差了一截。

更別提非晶矽了,禁頻寬度是窄了,可是充滿著懸掛鍵,載流子複合太嚴重。

正當世界傳統光伏強國對太陽能電池的最佳化,陷入兩難境地的時候,遠在神州大地的趙陽,卻憑藉系統,悄然踏上了一條開創性的道路。

現在的兔子，工業水平已經是一流。

半導體產業更是處於迅速發展階段,晶體矽的提純水平非常強，所以完全有計劃。

"首先,矽料得下功夫!"趙陽眉頭緊鎖,在圖紙上唰唰勾畫。他深知,原料純度的高低,關乎到最後的電池效能。

"就採用改良西門子法吧,把冶金級多晶矽先提純到99%以上,再通入還原性氣體,與矽粉發生化學氣相沉積。這樣一來,雜質含量能降到10^-7以下。"

說幹就幹,改良的合成裝置很快就搭建起來。

一座座烏黑的石墨坩堝,盛滿了高純矽粉。赤紅的矽芯在其中緩緩旋轉,與氫氣和氯化氫激烈反應。

不一會兒,一根根晶瑩剔透的多晶矽棒,便被緩緩取出,折射出七彩的光芒。

"棒極了,這下,咱們的電池片就有'好米'下鍋了!"趙陽興奮地搓了搓手。他知道,接下來的關鍵,就看長晶和摻雜的本事了。

"單晶爐要用直拉法,直徑不低於8寸。籽晶要旋轉提拉,速度得嚴格控制,溫場也得穩定……"他對著一臺嶄新的單晶爐,反覆叮囑。

很快,一爐爐晶瑩剔透的單晶矽錠,在兔子科學家的眼前,拔地而起。切片,減薄,拋光……幾道工序下來,一片片薄如蟬翼的矽片,整整齊齊地碼放在乾淨的載板上。

可這還不算完,要做成太陽能電池,PN接面可是最關鍵的結構。

"擴散爐要用等離子體CVD,硼源用三氯化硼,磷源用磷氧氯。擴散溫度嚴格控制在800-900攝氏度,時間把握在幾十分鐘……"趙陽對著嶄新的離子注入機,如數家珍地介紹著。

隨著一道道射線的注入,一片片"身懷絕技"的PN接面矽片,悄